某车型翼子板产品造型以及工艺的设计优化

孙文涛，缴 平，刘英堂，王 健

（浙江吉利控股集团有限公司制造工程（ME）中心，浙江宁波315336）

某车型翼子板产品造型以及工艺的设计优化

孙文涛，缴 平，刘英堂，王 健

（浙江吉利控股集团有限公司制造工程（ME）中心，浙江宁波315336）

介绍了翼子板（发动机盖铰链处）A面缺陷产生的原因和零件在开发过程中存在的问题，通过优化产品造型设计、工艺设计以及模具设计，解决翼子板（发动机盖铰链处）A面扭曲以及尺寸超差等问题，提升了整车品质。

翼子板；A面缺陷；工艺设计；结构设计

翼子板零件是整个白车身中至关重要的零件，翼子板与侧围、发动机盖以及前保险杠等外观零件搭接配合，外观、尺寸精度要求非常高［1－3］。为满足人们越来越高的审美要求以及造型品味，翼子板需要从产品设计、工艺设计和模具设计等多方面提高［4－6］。

1 零件分析

如图1、图2所示，翼子板此处翻边结构特殊，由于此处为翼子板前机盖铰链安装点，翻边面由安装平面和造型曲面构成，为保证整车DTS要求，需保证翻边面下部安装平面的尺寸以及平面度，此处为外观高度可见区域，需保证外观A面以及造型棱线的美观，同时此处长度约100 mm，需采用旋转斜楔，工艺设计以及模具设计需考虑生产性以及操作性，总之，翼子板此处翻边在工艺设计以及模具设计时需重点关注。

图1 翼子板零件图

图2 局部视图

2 工艺分析

车身翼子板零件一般分5工序冲压完成，分别是OP10 DR（见图3）、OP20 TR＋PI＋C／TR（见图4）、OP30 TR＋FL＋RS＋C／RE（见图5）、OP40 TR＋PI＋RS＋FL＋C／RS＋C／PI（见图6）、OP50 TR＋RS＋PI＋FL＋C／TR＋C／PI＋C／FL（见图7）。

图3 Draw

图4 TR＋PI＋C／TR

图5 TR＋FL＋RS＋C／RE

图6 TR＋PI＋RS＋FL＋C／RS＋C／PI

图7 TR＋RS＋PI＋FL＋C／TR＋C／PI＋C／FL

翼子板机盖铰链安装处法兰面翻边断面如图8所示，此处翻边结构最终经OP50侧翻边冲压弯成。

图8 产品工艺断面图

3 CAE模拟分析

产品经Autoform模拟分析，局部分析结果显示：

1）模拟成形性显示（见图9）外观A面有增厚发生。

图9 模拟成形性

2）模拟主应变显示（见图10）外观A面局部主应变不满足大于0.03要求。

图10 模拟主应变

3）模拟次应变显示（见图11）外观A面局部次应变不满足应大于0要求。

图11 模拟次应变

结论：产品经前期CAE模拟初步分析，最终工序件此处位置可能产生外观缺陷，模具设计以及模具调试时，要重点加以关注。

4 模具结构设计

翼子板零件形状复杂，尺寸要求高，而且由于生产基地压机工序限制，翼子板需要在保证质量的前提下，在5工序内冲压完成。模具设计时，需充分考虑结构布局，翼子板A柱区域（见图12），由两处侧翻边构成，Ⅰ区域约98 mm，Ⅱ区域约92 mm，为避免端拾器取放料时，与模具型面等干涉，OP50模具A柱区域下模采用整体旋转斜锲（见图13）。

图12 A柱区域

考虑到制造成本和维修便利性等，A柱区域OP50上模Ⅰ区域与Ⅱ区域采用整体翻边刀块（见图14），由于翻边刀块运动方向为Ⅰ区域翻边法兰面的法向，可以保证Ⅰ区域的外观等质量要求，但Ⅱ区域最终产品可能会产生外观缺陷，模具设计时，考虑后期模具调试时，现场钳工通过调整翻边间隙等，来确保满足产品质量要求［7－8］。

图13 下模旋转斜楔

图14 上模翻边刀块

5 模具调试

翼子板零件在3D数据设计阶段、模具工艺设计阶段以及模具结构设计阶段，前机盖铰链安装处A面一直存在产生缺陷的可能，后期通过多次调整翻边间隙，外观A面仍存在面波浪、R角过渡不顺等问题（见图15）。

图15 全序件图片

为从根本上解决此问题，翼子板3D数据、工序内容以及模具结构均需优化［9］。

5.1 产品数据优化

产品3D数据设变，设变后数据（见图16）与设变前数据相比，可以保证翻边刀块翻边作业时，翻边间隙均匀一致。

图16 设变数据

5.2 模具工艺优化

OP30模具工艺内容变更，调整OP30侧翻边刀块过渡区域，将此处下部U型缺口平面与翻边面的角度预成型。

5.3 现场模具优化

OP50模具翻边刀块调整，以确保翻边刀块可以同时接触板料（见图17、图18）。5.4 现场最终产品图

图17 翻边刀块变更前

图18 翻边刀块变更后

经过上述方案整改，整改完成后的翼子板如图19、图20所示。

图19 翼子板电泳后

图20 翼子板涂装后

最终翼子板A柱区域通过如上方法，彻底解决产品外观缺陷。

6 结束语

随着汽车造型的不断变化，汽车外覆盖件会有许多类似结构的产品设计，本文主要介绍了翼子板（发动机盖铰链处）外观缺陷产生的原因，为解决此问题，翼子板产品数模以及模具工艺、结构的变更，当产品存在翻边应力时，建议产品翻边角度尽量垂直翻边，而且辅助CAE模拟分析，优化产品结构以及工艺造型，最终彻底解决产品外观缺陷。

［1］ 王德伦，毕卢思.某款乘用车侧围板的拉延仿真分析［J］.重庆理工大学学报（自然科学），2015（2）：7－11.

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［3］ 刘安明，杨汉.汽车覆盖件拉深模零件加工工艺流程的优化［J］.模具工业，2015，41（8）：60－65.

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［5］ 倪洪启，王建彬，王帅军，等.基于Dynaform的汽车翼子板的有限元分析［J］.机械，2015（12）：46－48.

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［8］ 郭怡晖，万鑫铭，赵岩，等.基于变摩擦系数的铝合金覆盖件冲压成形模拟［J］.塑性工程学报，2015（5）：39－44.

［9］ 罗益旋，丁敏，马久明，等.最新冲压新工艺新技术及模具设计实用手册［M］.长春：银声音像出版社，2004.

（责任编辑杨文青）

Improvement of the Quality of a Fender by Optimizing CAD Design and Die Layout

SUNWen-tao，JIAO Ping，LIU Ying-tang，WANG Jian

（Manufacturing Enginnering Center，Zhejiang Geely Holding Group Co.，Ltd.，Ningbo 315336，China）

The cause of the fender class A deformation was introduced，and many problems were found in the development process of the fender.In order to solve the problems of class A deformation and dimension out of specification，this study optimized the CAD design，die layout and die structure design.Finally the quality of the vehicle was improved.

fender；class A deformation；die layout；die structure design

U463；TG386

A

1674－8425（2016）12－0032－05

10.3969／j.issn.1674－8425（z）.2016.12.005

2016－09－18

孙文涛（1988—），男，工程师，主要从事汽车设计研究，E-mail：sunwentao＠geely.com。

孙文涛，缴平，刘英堂，等.某车型翼子板产品造型以及工艺的设计优化［J］.重庆理工大学学报（自然科学），2016（12）：32－36.

format：SUNWen-tao，JIAO Ping，LIU Ying-tang，et al.Improvement of the Quality of a Fender by Optimizing CAD Design and Die Layout［J］.Journal of Chongqing University of Technology（Natural Science），2016（12）：32－36.